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1、新人教版必修2遗传与进化第2节 染色体变异第5章 基因突变及其他变异 作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相同野生祖先种马铃薯（多种颜色）栽培品种马铃薯（一般都为黄色）野生祖先种 栽培品种（马铃薯）野生祖先种香蕉（有籽）栽培品种香蕉（无籽）野生祖先种 栽培品种（香蕉）生物种类 体细胞染色体数/条 体细胞非同源染色体/套 配子染色体数/条马铃薯野生祖先种24 2栽培品种48 4香蕉野生祖先种22 2栽培品种33 3122411异常1.根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。2.为什么平时吃的香蕉是没有种子的？提示：因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分
2、裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。染色体结构变异染色体数目变异个别染色体的增加或减少以染色体组成倍地增加或减少生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。正常果蝇（2n=8）增加一条 减少一条 增加一套 减少一套概概 念念类类 型型3、减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定。然而，马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生袓先有很大差别？（光学显微镜下可以观察到）响誉世界的音乐指挥家舟舟 响誉世界的音乐指挥家舟舟先天性愚型（21三体综合征）：45条XY（47）1、细胞内个别染色体的增加或减少野生马铃薯体细胞含有12对同源染
3、色体，染色体都是两两成对，也就是说含有两套非同源染色体。其中有每套非同源染色体称为一个染色体组。同源染色体：指减数分裂时发生配对的染色体。非同源染色体：一对染色体与另一对形态结构不同的染色体，互称为非同源染色体。2、细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套的减少一个染色体组中不存在同源染色体一个染色体组中各个染色体的形态、大小和功能均不相同一个染色体组中含有该物种的一整套完整遗传信息一个染色体组中不含等位基因2染色体组的特点1.染色体组：细胞中的每套非同源染色体。1.根据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格。项目染色体组数每个染色体组内染色体数33231442活动1
4、 细胞中染色体组数的判断u细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组；u细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。方法一：根据染色体形态判断 方法一：根据染色体形态判断2.根据基因型判断染色体组数。二倍体？活动1 细胞中染色体组数的判断u同一英文字母（无论大小写）出现几次，就含有几个染色体组。u有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。方法二：根据基因型判断 方法二：根据基因型判断YyRr AABBDDAaaABCD2个染色体组1组2条染色体2个染色体组1组3条染色体3个染色体组1组1条染色体1个染色体组1组4条染色体4二倍体由受精卵发育而来，体细胞中含有两个染色体组的
5、个体。在自然界，几乎全部动物和过半数植物都是二倍体。配子 亲代 2N2NNN受精卵2N子代 2N由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。马铃薯是四倍体 香蕉是三倍体 普通小麦是六倍体4多倍体多倍体特点 多倍体特点普通小麦 六倍体 菊花 六倍体 葡萄 三/四倍体茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加，但发育迟缓，结实率低。四倍体番茄例：四倍体葡萄的果实比二倍体的大得多；四倍体番茄的维生素C含量比二倍体的几乎增加了一倍。5单倍体 由配子直接发育而来，体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。（1）成因：由配子（如卵细胞、花粉等）直
6、接发育而来的个体。蜜蜂蜂王工蜂雄峰由受精卵发育而来二倍体由卵细胞发育而来单倍体（2）代表生物：蜜蜂中的雄蜂蜂王 雄蜂 工蜂 32条 16条 32条单倍体生物的体细胞中一定只含有一个染色体组吗？3、特点植株长得弱小一般高度不育含偶数个染色体组：可育含奇数个染色体组：高度不育5单倍体 由配子直接发育而来，体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体。单倍体、二倍体、多倍体的比较项目 单倍体 二倍体 多倍体概念发育起点染色体组的数目性状表现由配子发育而来，体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体由受精卵发育而来，体细胞中含有2个染色体组的个体由受精卵发育而来，体细胞中含有3个或3个
7、以上染色体组的个体未受精的配子 受精卵 受精卵不确定（是正常体细胞染色体组数目的一半）2个 3个或3个以上植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低正常（作为单倍体、多倍体的参照物）方法处理对象原理应用用秋水仙素诱发或用低温处理萌发的种子或幼苗能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使细胞内染色体数目加倍含糖量高的甜菜和三倍体无子西瓜的培育任务四、阅读P88，找出人工诱导多倍体的方法、处理对象、原理及应用，完成下表。形成纺锤体内外因素的影响下不形成纺锤体细胞分裂异常，导致子细胞染色体加倍细胞分裂正常，染色体平均分配到两个子细胞
8、中二倍体授粉二倍体（父本）四倍体（母本）三倍体联会紊乱无子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年2.为什么要进行两次传粉？第一次：杂交获得三倍体植株的种子第二次：刺激子房发育成果实阅读P91，请尝试说出三倍体西瓜培育的过程1.为什么三倍体植株（又如：香蕉）不能产生卵细胞？减数分裂时，联会紊乱19单倍体育种过程：二倍体植株花药离体培养单倍体植株秋水仙素处理原理：染色体变异注意：秋水仙素处理萌发的幼苗高秆：D 矮秆：d 抗病：T 不抗病：t 现有纯合的高秆抗病的小麦（DDTT）和矮秆不抗病的小麦（ddtt），怎样得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？用遗传图解表示出来。染色体数目，得到正常纯合子加倍花药离体培
9、养PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（纯合）秋水仙素单倍体育种P高杆抗病 DDTT矮杆感病 ddttF1高杆抗病 DdTtF2D_T_ D_tt ddT_ ddttddTT杂交育种矮抗需要的纯合矮抗品种连续第1年第2年第3-6年高杆抗病 DDTT矮杆感病 ddtt高杆抗病 DdTtDT Dt dT dt 单倍体植株第1年第2年DT Dt dT dt需要的纯合矮抗品种优点：单倍体育种能明显缩短育种年限，子代均为纯合子。(1)花药离体培养单倍体育种：单倍体育种一般包括：杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4个过程。(2)单倍体育种的选择时机：不能选择特定基因型的花粉，因为花粉不能
10、表现出相关性状，应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。(3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株。多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。染色体变异在育种上的应用注 意21单倍体、二倍体和多倍体的判断方法1多倍体育种1.1实验原理用低温处理植物的_细胞，能够抑制_的形成，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能_，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。分生组织纺锤体分裂成两个子细胞培养不定根低温诱导1.将洋葱在冰箱冷藏室内放置一周。取出后,放在装满清水的容器上方,让洋葱的底部接触
11、水面,于室温(约25C)进行培养。2.待蒜长出约1 cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养4872 h。3.剪取诱导处理的根尖0.51 cm,放人卡诺氏液中浸泡0.51 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。4.解离漂洗染色制片5.先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察。（一）诱导培养（二）固定细胞形态（三）制作装片（四）观察1.2 实验过程核心探讨探讨点实验注意事项1.本实验是否温度越低效果越显著？为什么？提示不是；必须为“适当低温”，以防止温度过低
12、对根尖细胞造成伤害。2.观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？为什么？提示不是；只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。1.实验中几种试剂的使用方法和作用试剂 使用方法 作用卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.51 h固定细胞形态体积分数为95%的酒精冲洗卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖解离根尖细胞清水漂洗解离后的根尖约10 min洗去解离液甲紫溶液把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色35 min使染色体着色2.两次漂洗的比较项目 第一次漂洗 第二次漂洗时间不同 在固定之后解离之前 在解离之后染色之前试剂
13、不同用95%酒精漂洗用清水漂洗目的不同 洗去多余的卡诺氏液 洗去多余的解离液3.低温诱导染色体数目加倍实验中的理解误区(1)显微镜下观察到的是死细胞，而不是活细胞：植物细胞经卡诺氏液固定后死亡。(2)选择材料不能随意：误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。因为染色体数目变化发生在细胞分裂时，处理其他细胞可能不会出现染色体加倍的情况。(3)抑制纺锤体形成着丝粒不分裂。低温条件下不能形成纺锤体，但着丝粒正常分裂，结果是染色体无法移向细胞两极。染色体结构变异缺失 重复 易位 倒位 染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因_或_发生改变，导致性状的变异；大多数染色体结构变异对生物体是不利的
14、，有的甚至导致生物体死亡数目 排列顺序在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有以下4种类型。染色体的某一片段消失正常翅 缺刻翅a b c d e f实例：果蝇缺刻翅的形成 人类猫叫综合征1.1.缺失缺失人的5号染色体部分缺失引起的遗传病，患儿哭声轻，音调高，生长发育迟缓，智力严重障碍 染色体增加了某一片段正常眼 棒状眼a b c d e fb实例：果蝇棒状眼的形成2.2.重复重复染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上正常眼 花斑眼abcdefgh ijk实例：果蝇花斑眼的形成 人慢性粒细胞白血病3.3.易位易位比较染色体易位与染色体互换图解区别位置原理观察发生于非同源染色之
15、间 发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间染色体结构变异 基因重组可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到染色体易位 染色体易位 染色体互换 染色体互换染色体的某一片段位置颠倒引起的变异正常翅卷翅cdefa bafbcdebcd e实例：果蝇卷翅的形成 女性9号染色体倒位后造成习惯性流产a b c d e fabcdefb c de af位置颠倒4.4.倒位倒位染色体结构变异与基因突变的比较项目 基因突变 染色体结构变异变化实质基因发生碱基的替换、缺失、增添染色体上的基因片段缺失、重复、倒位及易位对象 碱基 基因结果 碱基的排列顺序改变 基因数目或排列顺序改变镜检 不可见 可见非同源染色体之间相互
16、交换片段；非同源染色体之间自由组合；同源染色体之间通过互换交换片段；染色体中DNA 的碱基对增加或缺失发生改变；染色体缺失或增加片段；染色体变异基因重组基因重组基因突变染色体变异1.辨析下列变异属哪种变异1.下列有关染色体组的说法，不正确的是A.X、Y染色体形态不同，可以存在于同一染色体组中B.二倍体生物的配子中含有的染色体构成一个染色体组C.构成一个染色体组的染色体在形态、功能上各不相同D.果蝇在减数分裂后期移向细胞同一极的染色体构成一个染色体组372.如图是细胞中所含染色体，相关叙述不正确的是()A.图1代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含一条染色体B.图2代表的生物可能是二倍体，其每
17、个染色体组含三条染色体C.图3代表的生物可能是二倍体，其每个染色体组含三条染色体D.图4代表的生物可能是单倍体，其一个染色体组含四条染色体B3.关于“低温诱导植物细胞染色体数目的变化”的实验，下列叙述正确的是A.低温能够抑制纺锤体的形成B.解离后要用体积分数为95%的酒精进行漂洗，以便洗去解离液C.可用新鲜的菠菜叶肉细胞作为实验材料D.显微镜下观察到的细胞染色体数目均加倍4.下列关于染色体变异的叙述，正确的是A.除病毒外，所有生物都能发生染色体变异B.非同源染色体之间交换部分片段属于染色体结构变异C.脱氧核苷酸数目和排列顺序发生改变必然导致染色体结构变异D.用光学显微镜能直接观察到染色体数目变异而不能观察到染色体结构 变异5.(2022 陕 西 汉 中 高 一 期 末)如图 分别表示不同的变异类型，其中 中的基因片段2由基因片段1变异而来。下列有关说法正确的是A.图表示互换，表示易位B.图中的变异属于染色体结构变异中的缺失C.图中4种变异能够遗传的是D.图中4种变异均能在光学显微镜下观察到谢谢观看THANK YOU